CN117213717B - 一种压力表在线计量系统及方法 - Google Patents
一种压力表在线计量系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117213717B CN117213717B CN202311486328.4A CN202311486328A CN117213717B CN 117213717 B CN117213717 B CN 117213717B CN 202311486328 A CN202311486328 A CN 202311486328A CN 117213717 B CN117213717 B CN 117213717B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- metering
- pressure gauge
- detected
- standard
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 24
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 17
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 14
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 10
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 9
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 claims description 8
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 4
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 101100494773 Caenorhabditis elegans ctl-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100112369 Fasciola hepatica Cat-1 gene Proteins 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100005271 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) cat-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
本发明公开了一种压力表在线计量系统及方法,包括标准压力仪表、采集模块、MCU模块、远传模块、摄像头、天线、双阀门压力三通,所述双阀门压力三通的进口端用于与压力源连接,所述双阀门压力三通的出口端一用于与被检压力表连接,所述双阀门压力三通的出口端二用于与标准压力仪表连接,采集的压力表信息与标准压力仪表同步给出的数字信号压力数据通过内置远传装置传送至计量技术机构的WEB后台,WEB后台得到被检表压力数据,与同步发送的标准表数据进行比对分析和误差计算,得到计量结果。本发明避免拆卸现场压力表送至实验室周期计量的麻烦,节省周检计量的成本,提升计量结果的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在用户现场对不便拆卸的压力表进行在线自动化周检计量系统及方法,属于计量测试技术领域。
背景技术
压力表广泛应用于航空航天、遥感测量、环境监测、医疗器械及工业生产等行业,用于测量环境中的压力值,是一类非常重要的控制性计量器具,其准确度可靠性直接影响用户现场安全以及控制与监测的准确度等方面。为了保证实际使用中的压力表都能够准确地传递信息,按照国家检定规程需要定期对其进行检定或校准,以保证量值的准确可靠。
通常压力表的周检计量需要把现场的表计拆卸下来,送至计量部门实验室进行计量,实验室计量人员采用标准器与被检仪表相连,通过标准值与被检值比较来实现,目前主要是通过手动的方式来完成。这种方式的操作繁复,控制标准器、记录测量数据以及后续数据处理等都需人工完成,耗时长、效率低并且易发生错误,在国家大力提倡在线计量的背景下,实现压力表的现场在线自动化周检能够克服现场压力表拆装难度大、费时、实验室检定工作量大的困难以及避免多次拆解会引起压力表螺纹接头与引压管接头处漏气、丝扣处滑丝、引压管变形等风险。
发明内容
发明目的:本发明的目的在于克服压力表送检拆装难度大、费时、实验室检定工作量大的困难以及避免多次拆解会引起压力表螺纹接头与引压管接头处漏气、丝扣处滑丝、引压管变形等风险,尤其对于一些化工企业需要长期连续监测压力、不便于拆卸的压力表的周检困难,提供一种压力表在线计量系统及方法,不需要计量人员亲赴现场,仅需把压力表在线计量系统邮寄至用户现场,由用户按照指导简单安装至现场专用检测接口,即可实现数据的采集、远传、计算、分析以及报告的自动出具。
技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种压力表在线计量系统,包括标准压力仪表、采集模块、MCU模块、远传模块、摄像头、天线、双阀门压力三通,所述双阀门压力三通的进口端用于与压力源连接,所述双阀门压力三通的出口端一用于与被检压力表连接,所述双阀门压力三通的出口端二用于与标准压力仪表连接,所述摄像头安装在双阀门压力三通上,且所述被检压力表位于摄像头的摄像区域内,所述采集模块分别与标准压力仪表、摄像头、MCU模块通信连接,所述MCU模块分别与标准压力仪表、远传模块通信连接,所述远传模块分别与标准压力仪表、天线连接。
一种压力表在线计量方法,包括以下步骤:
步骤1,将双阀门压力三通的进口端与压力源连接,将双阀门压力三通的出口端一与被检压力表连接,将所述双阀门压力三通的出口端二与标准压力仪表连接。
步骤2,通过摄像头识别被检压力表的表盘读数范围,或者通过采集模块读取被检压力表的压力表量程,得到被检压力表的压力量程区间。
步骤3,根据得到的压力量程区间确定计量点以及采集时间间隔。
步骤4,标准压力仪表根据采集时间间隔采集现场压力数据,记为标准压力。
步骤5,判断标准压力是否进入到计量点采集范围,如果标准压力进入到计量点采集范围,触发摄像头识别此时被检压力表的表盘读数,或者通过采集模块读取此时被检压力表的压力,得到此时被检压力表的压力,记为被检压力表压力。
步骤6,将标准压力、被检压力表压力通过远传模块上传给WEB后台。
步骤7,WEB后台判断标准压力、被检压力表压力差值是否在最大允许误差范围内,如果不在最大允许误差范围内,进行超差报警。如果在最大允许误差范围内,进行下一个计量点采集范围采集,直至所有计量点采集完毕。
优选的:包括不确定度的评定,不确定度为:
;
其中:为对于选定压力计量点测试值A类评定的不确定度,为系统对于选定
压力计量点上行程单个计量值,为系统对于选定压力计量点下行程单个计量值,为上
行程进入选定压力计量点区域时所有采样点的计量平均值,为下行程进入选定压力
计量点区域时所有采样点的计量平均值,为选定压力计量点上行程采样数量,为选定
压力计量点下行程采样数量。
优选的:摄像头识别被检压力表的表盘读数的方法:
采用图像识别方法对被检压力表的表盘区域进行识别,被检压力表在进行表盘区域识别后对图像进行纠偏,把因摄像头未对准表盘拍摄到的椭圆表盘图像乘以纠偏矩阵进行旋转拉伸后映射成圆形表盘图像:
;
式中:为椭圆短轴长度,为椭圆长轴长度,为识别椭圆边框短边与x轴的夹角,
以顺时针方向为正,为映射前的平面坐标,为映射后的平面坐标。
通过映射获取圆形表盘图像后再进行表盘的三个关键特征点的定位,然后采用FaceBoxes算法检测出表盘指针区域并使用自适应的霍夫直线检测提取出指针的指向信息,根据表盘的起始刻度位置、终止刻度位置坐标以及刻度数的大小,通过角度的比例关系直接得出表盘的刻度示数:
;
其中,T为指针所指的刻度示数, X为起始刻度值, Y为终止刻度值,为起始刻度
与指针所指的刻度示数的之间的角度,为起始刻度值与终止刻度值的之间的角度。
本发明相比现有技术,具有以下有益效果:
1 适用性广,工业现场各型压力表及压力传感器等计量器具本发明都可支持。
2 系统集成度高、体积小、现场安装简便,采用邮寄方式即可由用户自行安装直接开展远程在线计量,人工及物流成本较低。
3 系统可拓展性好,不仅适用于压力表及压力计量器具表,对于有类似计量需求的其他计量器具(如电表、流量计等),只要具有可读数表盘或提供协议的数据端口,本发明都可支持用同种方法开展在线计量。
4 系统具有自行筛选计量点、自行分析数据误差、自动出具报告、超差报警等功能,可避免大量检测时间的浪费。
5、采用物联网云平台的方式搭建系统,不需要实验室自行架设服务器,成本低且云平台服务专业性好、可靠性高。
附图说明
图1为本发明在线计量装置现场安装结构图一;
图2为本发明在线计量装置现场安装结构图二;
图3为本发明压力表在线计量装置内部结构示意图;
图4为本发明压力表在线计量系统架构示意图;
图5为本发明压力表在线计量系统自动测量程序流程图;
图6椭圆表盘纠偏映射成圆形表盘示意;
图7为表盘指针示数计算示意图;
图8 现场计量点压力值采样程序流程图。
图中,1表示被检压力表,2表示摄像头,3表示在线计量检测机壳,4表示天线,6表示阀门一,7表示双阀门压力三通, 9表示阀门二。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,进一步阐明本发明,应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种压力表在线计量系统,对用户现场不易拆卸的压力表进行自动周期计量,如图1-4所示,包括标准压力仪表、采集模块、MCU模块、远传模块、摄像头2、在线计量检测机壳3、天线4、双阀门压力三通7,所述双阀门压力三通7的进口端用于与压力源连接,所述双阀门压力三通7的出口端一用于与被检压力表1连接,所述双阀门压力三通7的出口端二用于与标准压力仪表连接,所述被检压力表1通过阀门一6与双阀门压力三通7的出口端一连接,所述标准压力仪表通过阀门二9与双阀门压力三通7的出口端二连接。双阀门压力三通上的专用检测接口供该装置使用,避免每年周检时对被检压力表的反复拆解引起压力表螺纹接头与引压管接头处漏气、滑丝、引压管变形的风险,更可以解决某些需要长期连续监控压力的场合不能拆下压力表进行周检的困难,直接进行现场在线自动计量。
所述摄像头2安装在双阀门压力三通7上,且所述被检压力表1位于摄像头2的摄像区域内,摄像头采用OV5640摄像头模组,500W像素, 通过DCMI数字摄像头接口连接STM32H7,进行高清图像数据采集。
所述采集模块分别与标准压力仪表、摄像头2、MCU模块通信连接,所述MCU模块分别与标准压力仪表、远传模块通信连接,所述远传模块分别与标准压力仪表、天线4连接。
所述标准压力仪表、采集模块、MCU模块、远传模块固定安装在在线计量检测机壳3内,所述摄像头2、天线4安装在在线计量检测机壳3上。
采集模块采用隔离RS485/232收发模块(TD301M485/TD041S232H)将MCU TTL电平的UART串行接口信号转换为RS485/232标准电平。ADC模块采用AD7192,是一款适合高精密测量应用的低噪声完整模拟前端,内置一个低噪声、24位Σ-Δ型模数转换器(ADC),通过SPI接口于MCU进行交互,用来采集输出为4-20mA的模拟量的压力表数据。
采集模块需要配置几种信号通讯接口:RS485、RS232和4-20mA方便不同通信协议和远传接口的压力表的数据对接;内置标准压力表采用准确度等级为0.1级的压力模块,其压力接口与现场双阀门压力三通上的检测接口组件配套;在线计量装置微控制部分MCU采用STM32H7(最高主频550MHz),对采集模块、摄像头、远传模块进行协同控制。
电源模块:采用18650锂电池,输出3.7V经DC-DC电源降压芯片(TPS563201)后得到3.3V供给MCU单元,采集模块,摄像头。3.7V经DC-DC电源升压芯片(AP2004HTCER-ADJ)后得到3.8V供给远传模块。
远传模块:采用EC800N-CN LTE Cat 1无线通信模块,通过UART接口连接MCU单元,支持最大下行速率10 Mbps和最大上行速率5 Mbps。
装置具备超差报警功能,一旦出现被检压力表的超差,及时发送报警功能,提醒用户以及计量人员及时赴现场进行检查与分析。
硬件电路工作流程:MCU内嵌嵌入式实时操作系统对采集处理远程等任务进行实时调度,实现高效数据采集处理,通过采集模块接口对被测表计和标准压力模块进行数据采集,同时控制摄像头模块对被测表计进行高清图片拍摄。将采集到的数据图像结果通过远程模块上传到计量技术机构平台,并使用mbedTLS加密算法库对远传数据进行加密/解密。
装置内置的MCU控制采集模块驱动内置摄像头对压力表面板摄制图像或者通过数据协议获取有数字接口被检压力表的压力数据报文,并同步获取标准压力仪表的压力数字信号,再通过远传模块发送至计量技术机构的WEB后台。标准压力仪表、采集模块(含摄像头)和远传模块一体化内置于在线计量装置,采集模块(含摄像头)设置有RS485、以太网等标准串口接口,可针对现场不同协议接口的被检压力表进行兼容,对不具备数字信号接口的机械式被检压力表,可以通过摄像头直接摄取压力表的表盘图片,图片远传至WEB后台进行AI图像识别,也可以采用智能摄像头直接进行现场边缘计算、AI识别表盘压力数据后对压力数值进行远传,与此同步地,采集模块对内置标准压力仪表的数字压力数据进行采集,作为标准压力信号远传至WEB后台,最终由WEB后台对被检压力数据和标准压力数据进行比对分析,生成计量周检报告。
数据采集可以跟踪用户现场的全周期压力数据,真实采用现场的实际压力来进行周检,不需要在实验室进行压力模拟,采集点根据检定规程的要求对现场管道内变化的压力自动进行动态选择,在正反行程过程中,一旦现场实际压力进入计量点设置压力值正负偏差1%量程区域内,采集模块即促发采样,采集流程见图8。在采集到足够的计量点后即可发出信号通知计量人员或者用户赴现场取走该装置。
一种压力表在线计量方法,如图5-7所示,包括以下步骤:
步骤1,将双阀门压力三通7的进口端与压力源连接,将双阀门压力三通7的出口端一与被检压力表1连接,将所述双阀门压力三通7的出口端二与标准压力仪表连接。具体将压力表在线计量装置的接头拧入双阀门压力三通上的专用检测接口(该双阀门压力三通长期固定安装在客户现场,平时专用检测接口阀门关闭),摄像头正对压力表盘或者连接带数据接口;接通电源,打开专用检测接口的阀门;按开始键启动现场计量程序。
步骤2,通过摄像头2识别被检压力表1的表盘读数范围,或者通过采集模块读取被检压力表1的压力表量程,得到被检压力表1的压力量程区间。
无数据接口的仪表盘数据采集采用AI深度学习OCR识别算法;也可智能摄像头拍摄图片后由MCU在边缘侧直接进行图像识别处理,得到数字结果远传至实验室WEB端进行分析,出具计量报告。
如图6、7所示,采用图像识别方法对被检压力表1的表盘区域进行识别,其中指针式压力表通常为圆形表盘,被检压力表1在进行表盘区域识别后对图像进行纠偏,把因摄像头未对准表盘拍摄到的椭圆表盘图像乘以纠偏矩阵进行旋转拉伸后映射成圆形表盘图像:
;
式中:为椭圆短轴长度,为椭圆长轴长度,为识别椭圆边框短边与x轴的夹角,
以顺时针方向为正,为映射前的平面坐标,为映射后的平面坐标。
通过映射获取圆形表盘图像后再进行表盘的三个关键特征点(圆心位置、起始刻度位置、终止刻度位置)的定位,然后采用FaceBoxes算法检测出表盘指针区域并使用自适应的霍夫直线检测提取出指针的指向信息,根据表盘的起始刻度位置、终止刻度位置坐标以及刻度数的大小,通过角度的比例关系直接得出表盘的刻度示数:
;
其中,T为指针所指的刻度示数, X为起始刻度值, Y为终止刻度值,为起始刻度
与指针所指的刻度示数的之间的角度,为起始刻度值与终止刻度值的之间的角度。
本实施例对于无数据接口的被计量压力表,摄像头读取图片传至后台识别,采用基于TensorFlow框架的深度学习OCR识别算法;也可智能摄像头拍摄图片后由MCU在边缘侧直接进行图像识别处理,采用支持微控制器的TensorFlow Lite Micro框架的深度学习OCR识别算法。两者基于共同的训练集,且训练集采用数据增强和合成技术进行扩充,提高算法泛化能力。两者同样充分利用多模态信息融合技术,采用语言模型和语义关系来纠正OCR识别错误,提高识别率。其中针对指针式仪表盘识别的神经网络结构,先采用 MTCNN 算法,实现了表盘的检测以及表盘的三个关键特征点(圆心位置、起始刻度位置、终止刻度位置)的定位,然后采用 FaceBoxes算法检测出表盘指针区域并使用自适应的霍夫直线检测提取出指针的指向信息,根据表盘的起始刻度位置、终止刻度位置坐标以及刻度数的大小,通过角度的比例关系直接得出表盘的刻度示数。
步骤3,根据得到的压力量程区间确定计量点以及采集时间间隔。
步骤4,标准压力仪表根据采集时间间隔采集现场压力数据,记为标准压力。
步骤5,判断标准压力是否进入到计量点采集范围,如果标准压力进入到计量点采集范围,触发摄像头2识别此时被检压力表1的表盘读数,或者通过采集模块读取此时被检压力表1的压力,得到此时被检压力表1的压力,记为被检压力表压力。即在标准压力仪表实际压力进入计量点设置区域范围内即促发摄像头或通信接口采集一次图像/数据。
步骤6,将标准压力、被检压力表压力通过远传模块上传给WEB后台。
步骤7,WEB后台判断标准压力、被检压力表压力差值是否在最大允许误差范围内,即计量机构WEB后台将深度学习OCR识别结果和标准压力表压力数值做对比分析,计算得到该计量点的误差。如果不在最大允许误差范围内,进行超差报警。如果在最大允许误差范围内,进行下一个计量点采集范围采集,直至所有计量点采集完毕。在现场实际压力变化的过程中,当压力变化至其他计量点时,重复4-6步骤。所有设置的计量点正反行程采集完整时,系统通知计量人员现场计量过程结束,并自动生成报告和原始记录。现场用户关闭专用检测接口阀门,拆下压力表在线计量装置,寄回计量机构。
用现场的实际压力来进行自动动态选择采集点,在正反行程过程中,一旦现场实际压力进入计量点设置压力值正负偏差1%量程区域内,采集模块即促发采样,采集流程见图8。
具体采样程序步骤见下述程序段:
1、void pipe_pressure_measurement(void)
2、{
3、Std_pressure = get_std_pressure(); // 获取标准表数据
4、for (i = 0; i < METER_POINT_NUM; i++) // 遍历所有计量点
5、{
6、// 标准表值和计量点比较判断是否处于计量区间内
7、if ((Std_pressure > Std_meter_points[i] * 0.99) && (Std_pressure >Std_meter_points[i] * 1.01))
8、{
9、if (meter_process[i] != TRUE) // 该点未检定过 开始采样
10、{
11、if (meter_flag == 1)
12、{
13、// 越过计量点1%偏差边缘,启动采集获取被检表数据
14、Test_pressure = get_Test_pressure();
15、meter_flag = 0; // 清除标志
16、count[i] = 1; // 采集次数
17、timer_start(); // 开启周期采样定时
18、}
19、if (timer_timerout()) // 周期采样定时时间到
20、{
21、Test_pressure = get_Test_pressure(); // 周期性获取被检表数据
22、timer_reset(); // 重置定时器
23、count[i]++; // 采集次数累加
24、}
25、if (count[i] > TEST_NUM) // 达到计量采集要求次数
26、{
27、meter_process[i] = TRUE; // 完成采样
28、save_meter_result(); // 计算并记录该计量点检定结果
29、}
30、}
31、}
32、else
33、{
34、meter_flag = 1; // 标志位,用于判断是否越过计量点1%偏差边缘
35、}
36、}
37、}
步骤8,不确定度的评定,计量方法根据被检压力表包含的量程和准确度等级信息自动计算出最大允许误差,若被检压力表与标准压力仪表表示值差值大于最大允许误差,计量程序远程向计量人员发送超差报警信息,提示被检压力表故障,并自动生成不合格报告。若差值在设定范围内,将多次读取标准压力仪表和被检压力表的示值误差,取最大值作为报告示值误差,计量报告最终不确定度的评定,考虑到上行程和下行程计量点系统自动选取正负偏差带来的影响,不确定度A类评定对常用的贝塞尔公式进行改良,其不确定度为:
;
其中:为对于选定压力计量点测试值A类评定的不确定度,为系统对于选定
压力计量点上行程单个计量值,为系统对于选定压力计量点下行程单个计量值,为上
行程进入选定压力计量点区域时所有采样点的计量平均值,为下行程进入选定压力计
量点区域时所有采样点的计量平均值,为选定压力计量点上行程采样数量,为选定压
力计量点下行程采样数量。上述公式可以有效修正上下行程进入区域时采样点的不一致导
致方差变大的影响,从而使测量结果评定的不确定度真实有效地反应测量可靠性。
WEB端检测操控软件设计:以安全、稳定的面向对象语言Java作为软件设计基础,通过HTTP通信协议,调用腾讯物联网云平台的API接口,读取和发送数据,设计出一套集终端操控、数据存储、误差分析、报警提示报告出具为一体的远程在线计量系统。
本发明检测接口接至双阀门压力三通的检测备用输出口,标准压力仪表通过软管接至检测接口末端的内螺纹转接头,与标准压力仪表一体的采集装置可以通过摄像头或者数据线采集现场被检压力表的面板图像或者数字信号压力数据,采集的压力表信息与标准压力仪表同步给出的数字信号压力数据通过内置远传装置(可通过4G/5G模块的方式)传送至计量技术机构的WEB后台,由WEB后台进行压力表面板图像的AI识别或发送报文协议解析得到被检表压力数据,与同步发送的标准表数据进行比对分析和误差计算,得到计量结果,最后自动生成计量报告,避免拆卸现场压力表送至实验室周期计量的麻烦,节省周检计量的成本,提升计量结果的可靠性。
本发明适用于工业现场需要长期连续监控的压力表的周检,适用范围涵盖指针式和带有通信端口的压力表或压力器具(包括压力传感器),指针式压力表可用视像头摄取图片进行读数的AI识别,带有通信端口的压力表可用该在线计量系统自带的RS232、RS485等通用串口进行协议通信,获取该被检压力表的压力读数。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种压力表在线计量方法,其特征在于,采用的压力表在线计量系统包括标准压力仪表、采集模块、MCU模块、远传模块、摄像头(2)、天线(4)、双阀门压力三通(7),所述双阀门压力三通(7)的进口端用于与压力源连接,所述双阀门压力三通(7)的出口端一用于与被检压力表(1)连接,所述双阀门压力三通(7)的出口端二用于与标准压力仪表连接,所述摄像头(2)安装在双阀门压力三通(7)上,所述双阀门压力三通(7)避免了每年周检时对被检压力表的反复拆解引起压力表螺纹接头与引压管接头处漏气、滑丝、引压管变形的风险,解决需要长期连续监控压力的场合不能拆下压力表进行周检的困难,直接进行现场在线自动计量;且所述被检压力表(1)位于摄像头(2)的摄像区域内,所述采集模块分别与标准压力仪表、摄像头(2)、MCU模块通信连接,所述MCU模块分别与标准压力仪表、远传模块通信连接,所述远传模块分别与标准压力仪表、天线(4)连接,包括以下步骤:
步骤1,将双阀门压力三通(7)的进口端与压力源连接,将双阀门压力三通(7)的出口端一与被检压力表(1)连接,将所述双阀门压力三通(7)的出口端二与标准压力仪表连接;
步骤2,通过摄像头(2)识别被检压力表(1)的表盘读数范围,或者通过采集模块读取被检压力表(1)的压力表量程,得到被检压力表(1)的压力量程区间;
摄像头(2)识别被检压力表(1)的表盘读数的方法:
采用图像识别方法对被检压力表(1)的表盘区域进行识别,被检压力表(1)在进行表盘区域识别后对图像进行纠偏,把因摄像头未对准表盘拍摄到的椭圆表盘图像乘以纠偏矩阵进行旋转拉伸后映射成圆形表盘图像:
;
式中:为椭圆短轴长度,/>为椭圆长轴长度,/>为识别椭圆边框短边与x轴的夹角,以顺时针方向为正,/>为映射前的平面坐标,/>为映射后的平面坐标;
通过映射获取圆形表盘图像后再进行表盘的三个关键特征点的定位,然后采用FaceBoxes算法检测出表盘指针区域并使用自适应的霍夫直线检测提取出指针的指向信息,根据表盘的起始刻度位置、终止刻度位置坐标以及刻度数的大小,通过角度的比例关系直接得出表盘的刻度示数:
;
其中,T为指针所指的刻度示数, X为起始刻度值, Y为终止刻度值,为起始刻度与指针所指的刻度示数的之间的角度,/>为起始刻度值与终止刻度值的之间的角度;
步骤3,根据得到的压力量程区间确定计量点以及采集时间间隔;
步骤4,标准压力仪表根据采集时间间隔采集现场压力数据,记为标准压力;
步骤5,判断标准压力是否进入到计量点采集范围,如果标准压力进入到计量点采集范围,触发摄像头(2)识别此时被检压力表(1)的表盘读数,或者通过采集模块读取此时被检压力表(1)的压力,得到此时被检压力表(1)的压力,记为被检压力表压力;
步骤6,将标准压力、被检压力表压力通过远传模块上传给WEB后台;
步骤7,WEB后台判断标准压力、被检压力表压力差值是否在最大允许误差范围内,如果不在最大允许误差范围内,进行超差报警;如果在最大允许误差范围内,进行下一个计量点采集范围采集,直至所有计量点采集完毕。
2.根据权利要求1所述压力表在线计量方法,其特征在于:包括在线计量检测机壳(3),所述标准压力仪表、采集模块、MCU模块、远传模块固定安装在在线计量检测机壳(3)内,所述摄像头(2)、天线(4)安装在在线计量检测机壳(3)上。
3.根据权利要求2所述压力表在线计量方法,其特征在于:所述被检压力表(1)通过阀门一(6)与双阀门压力三通(7)的出口端一连接,所述标准压力仪表通过阀门二(9)与双阀门压力三通(7)的出口端二连接。
4.根据权利要求3所述压力表在线计量方法,其特征在于:采用AI图像识别方法对被检压力表(1)的表盘区域进行识别。
5.根据权利要求4所述压力表在线计量方法,其特征在于:包括不确定度的评定,不确定度为:
;
其中:为对于选定压力计量点测试值A类评定的不确定度,/>为系统对于选定压力计量点上行程单个计量值,/>为系统对于选定压力计量点下行程单个计量值,/>为上行程进入选定压力计量点区域时所有采样点的计量平均值,/>为下行程进入选定压力计量点区域时所有采样点的计量平均值,/>为选定压力计量点上行程采样数量,/>为选定压力计量点下行程采样数量。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311486328.4A CN117213717B (zh) | 2023-11-09 | 2023-11-09 | 一种压力表在线计量系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311486328.4A CN117213717B (zh) | 2023-11-09 | 2023-11-09 | 一种压力表在线计量系统及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117213717A CN117213717A (zh) | 2023-12-12 |
CN117213717B true CN117213717B (zh) | 2024-01-30 |
Family
ID=89044821
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311486328.4A Active CN117213717B (zh) | 2023-11-09 | 2023-11-09 | 一种压力表在线计量系统及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117213717B (zh) |
Citations (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0682235A1 (de) * | 1994-05-11 | 1995-11-15 | Hottinger Baldwin Messtechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Abgleich eines Messkörpers eines Messwertaufnehmers |
CN101620682A (zh) * | 2008-06-30 | 2010-01-06 | 汉王科技股份有限公司 | 一种指针式仪表读数自动识别的方法及系统 |
CN102840948A (zh) * | 2012-09-28 | 2012-12-26 | 长庆石油勘探局技术监测中心 | 智能型指针式压力表批量校验装置及批量校验方法 |
CN104320580A (zh) * | 2014-10-25 | 2015-01-28 | 国家电网公司 | 基于图像采集的sf6密度表计指针识别设备及方法 |
CN104344929A (zh) * | 2013-08-05 | 2015-02-11 | Wika亚历山大·威甘德欧洲股份两合公司 | 提供参考压力的方法 |
CN104751187A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-07-01 | 山西科达自控股份有限公司 | 抄表图像自动识别方法 |
CN107478382A (zh) * | 2017-08-28 | 2017-12-15 | 江苏省计量科学研究院 | 一种压力仪表自动检测装置及其检测方法 |
CN107563263A (zh) * | 2016-07-01 | 2018-01-09 | 珠海优特电力科技股份有限公司 | 基于仪表的视频图像识别方法及系统 |
CN107609557A (zh) * | 2017-08-24 | 2018-01-19 | 华中科技大学 | 一种指针式仪表读数识别方法 |
CN207074102U (zh) * | 2017-07-14 | 2018-03-06 | 北京康斯特仪表科技股份有限公司 | 压力校准装置 |
CN108764253A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-11-06 | 杭州电子科技大学 | 指针式仪表数字化方法 |
CN110111387A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-08-09 | 南京大学 | 一种基于表盘特征的指针表定位及读数算法 |
CN110349082A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-10-18 | 腾讯科技(深圳)有限公司 | 图像区域的裁剪方法和装置、存储介质及电子装置 |
CN110779655A (zh) * | 2019-10-23 | 2020-02-11 | 佛山水业三水供水有限公司 | 一种机械式压力表监测系统及方法 |
CN111751049A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-09 | 江南大学 | 机械指针式仪表自动检测装置和检测方法 |
CN111882569A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-11-03 | 中国计量大学 | 一种基于机器视觉的指针式压力表自动校验仪示值读数方法 |
CN112051003A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-08 | 中国科学院自动化研究所 | 液压表自动产品检测装置、检测方法及读取方法 |
CN112197902A (zh) * | 2020-08-10 | 2021-01-08 | 江苏丰仪同创互联科技有限公司 | 一种压力表全自动检定台及全自动检定方法 |
CN214277285U (zh) * | 2020-12-29 | 2021-09-24 | 苏州中电科启计量检测技术有限公司 | 一种高清晰度精密压力表检定装置 |
CN113984279A (zh) * | 2021-10-31 | 2022-01-28 | 西安汉唐分析检测有限公司 | 一种指针式压力表批量全自动校准方法 |
CN115183936A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-10-14 | 南京晨光集团有限责任公司 | 一种指针式压力表自动计量校准系统及方法 |
CN115375576A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-22 | 深圳福鸽科技有限公司 | 生物特征光电扫描装置图像纠偏方法 |
CN116403085A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-07-07 | 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 | 一种基于多任务的变电站多指针仪表识别方法及装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210010898A1 (en) * | 2019-07-11 | 2021-01-14 | Corning Incorporated | Integrated strain gauge for tracking membrane deflection on liquid lens |
-
2023
- 2023-11-09 CN CN202311486328.4A patent/CN117213717B/zh active Active
Patent Citations (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0682235A1 (de) * | 1994-05-11 | 1995-11-15 | Hottinger Baldwin Messtechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Abgleich eines Messkörpers eines Messwertaufnehmers |
CN101620682A (zh) * | 2008-06-30 | 2010-01-06 | 汉王科技股份有限公司 | 一种指针式仪表读数自动识别的方法及系统 |
CN102840948A (zh) * | 2012-09-28 | 2012-12-26 | 长庆石油勘探局技术监测中心 | 智能型指针式压力表批量校验装置及批量校验方法 |
CN104344929A (zh) * | 2013-08-05 | 2015-02-11 | Wika亚历山大·威甘德欧洲股份两合公司 | 提供参考压力的方法 |
CN104320580A (zh) * | 2014-10-25 | 2015-01-28 | 国家电网公司 | 基于图像采集的sf6密度表计指针识别设备及方法 |
CN104751187A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-07-01 | 山西科达自控股份有限公司 | 抄表图像自动识别方法 |
CN107563263A (zh) * | 2016-07-01 | 2018-01-09 | 珠海优特电力科技股份有限公司 | 基于仪表的视频图像识别方法及系统 |
CN207074102U (zh) * | 2017-07-14 | 2018-03-06 | 北京康斯特仪表科技股份有限公司 | 压力校准装置 |
CN107609557A (zh) * | 2017-08-24 | 2018-01-19 | 华中科技大学 | 一种指针式仪表读数识别方法 |
CN107478382A (zh) * | 2017-08-28 | 2017-12-15 | 江苏省计量科学研究院 | 一种压力仪表自动检测装置及其检测方法 |
CN108764253A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-11-06 | 杭州电子科技大学 | 指针式仪表数字化方法 |
CN110111387A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-08-09 | 南京大学 | 一种基于表盘特征的指针表定位及读数算法 |
CN110349082A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-10-18 | 腾讯科技(深圳)有限公司 | 图像区域的裁剪方法和装置、存储介质及电子装置 |
CN110779655A (zh) * | 2019-10-23 | 2020-02-11 | 佛山水业三水供水有限公司 | 一种机械式压力表监测系统及方法 |
CN111882569A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-11-03 | 中国计量大学 | 一种基于机器视觉的指针式压力表自动校验仪示值读数方法 |
CN111751049A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-09 | 江南大学 | 机械指针式仪表自动检测装置和检测方法 |
CN112197902A (zh) * | 2020-08-10 | 2021-01-08 | 江苏丰仪同创互联科技有限公司 | 一种压力表全自动检定台及全自动检定方法 |
CN112051003A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-08 | 中国科学院自动化研究所 | 液压表自动产品检测装置、检测方法及读取方法 |
CN214277285U (zh) * | 2020-12-29 | 2021-09-24 | 苏州中电科启计量检测技术有限公司 | 一种高清晰度精密压力表检定装置 |
CN113984279A (zh) * | 2021-10-31 | 2022-01-28 | 西安汉唐分析检测有限公司 | 一种指针式压力表批量全自动校准方法 |
CN115183936A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-10-14 | 南京晨光集团有限责任公司 | 一种指针式压力表自动计量校准系统及方法 |
CN115375576A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-22 | 深圳福鸽科技有限公司 | 生物特征光电扫描装置图像纠偏方法 |
CN116403085A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-07-07 | 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 | 一种基于多任务的变电站多指针仪表识别方法及装置 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
基于COMPASS软件的压力自动检测平台;彭刚;张强;何亚洲;张银鹏;;计量与测试技术(第02期);全文 * |
基于机器视觉的指针式仪表自动读数系统的设计与实现;陈少峰;《中国硕士电子期刊信息科技辑》;全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117213717A (zh) | 2023-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101561309B (zh) | 管路流量仪表在线检定装置及其检定方法 | |
CN204101112U (zh) | 基于stm32的燃气智能表系统 | |
CN112049444A (zh) | 一种新型大体积混凝土智能温控系统 | |
CN107389160B (zh) | 一种检测燃气表卡表的检测装置及检测方法 | |
CN109668607B (zh) | 一种燃气表监控微小泄漏的方法 | |
CN111498782B (zh) | 一种加油站移动式油气回收在线监测方法及系统 | |
CN105758904A (zh) | 一种多参数水质监测系统、方法以及应用 | |
CN103982413A (zh) | 泵类能效在线检测评估方法及系统 | |
CN202582680U (zh) | 智能水表机电转换误差测试装置 | |
CN201497548U (zh) | 水表在线检定系统 | |
CN209247120U (zh) | 基于平衡罩式压力传感器水位测量系统 | |
CN112180061A (zh) | 一种具有水质检测功能的智能水表及警示结构 | |
CN117213717B (zh) | 一种压力表在线计量系统及方法 | |
CN202821356U (zh) | 一种具有无线传输功能的压差式电子峰流速仪 | |
CN110006510A (zh) | 一种电子温度温压补偿膜式燃气表的检定方法 | |
CN212963579U (zh) | 一种基于图像识别的膜式燃气表自动检定系统 | |
CN114659594B (zh) | 流量计用主动校准系统 | |
CN116105836A (zh) | 一种基于温度补偿算法的远程自诊断超声波燃气表设计 | |
CN109283907A (zh) | 视讯一体化电力生产排涝自动检测系统及其方法 | |
CN209691085U (zh) | 一种水力现场数据采集装置 | |
CN212009004U (zh) | 一种基于称重定容的雨量计户外检测装置 | |
CN115100507A (zh) | 一种昏暗环境下空调管道指针式仪表智能识别系统与方法 | |
CN211904339U (zh) | 一种小流量气体流量计用在线检测标准装置 | |
CN209819232U (zh) | 一种管道压力检测系统 | |
CN209197985U (zh) | 一种具有失效报警功能的压力表 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |